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浅析膨胀型阻燃剂(IFR)
2020-09-17 来源: 本站

  膨胀型阻燃剂(IFR)是一种环保的绿色阻燃剂,不含卤素,也不采用氧化锑为协同剂,其体系自身具有协同作用。含膨胀型阻燃剂的塑料在燃烧时表面会生成炭质泡沫层,起到隔热、隔氧、抑烟、防滴等功效,具有优良的阻燃性能,且低烟、低毒、无腐蚀性气体产生。

 

  膨胀型阻燃剂主要由酸源(脱水剂)、气源(发泡剂)和炭源(成炭剂)三部分组成。

 

  1、炭源,炭源(成炭剂)是指在燃烧过程中能被脱水剂夺走水分而被炭化的物质。可以促进形成泡沫炭化层物质。主要是一些含炭量较高的多羟基化合物或碳水化合物,品种主要有酚醛树脂、聚酰胺、山梨醇、丁四醇、环己六醇、葡萄糖、麦芽糖、阿拉伯糖、间苯二酚、淀粉、季戊四醇 (PER)及其二聚体和三聚体等。

2、酸源,又称脱水剂或炭化促进剂,主要功能是促进和改变基体聚合物的热分解进程,促使形成不易燃烧的三维空间炭层,减少热分解产生的可燃烧焦油,、低分子可燃物,产生难燃气体。酸源是阻燃体系的关键部分,通常为无机酸及其盐、无机酸酯和有机磷化合物,目前使用较多的是聚磷酸铵、磷酸铵镁和硼酸锌。

 

  3、气源,又称发泡源,是指在受热时分解释放出大量无毒且能抑制火焰蔓延的气体,同时发生膨胀形成海绵状泡沫结构的化合物。选择气源的关键是使其分解温度与成炭剂和脱水剂相适应,分解温度过低,气体在成炭剂成炭前释放起不到作用;分解温度过高,产生的气体会把炭层顶起或者吹掉,而不能形成具有隔热作用的泡沫炭层。常用的发泡剂主要有三聚氰胺、双氰胺、聚磷酸铵、氯化石蜡、尿素、蜜胺、硼酸胺、甘氨酸和脲醛树脂等。

 

  膨胀型阻燃剂的阻燃机理为主要是在凝聚相起阻燃作用,其机理为:在一定温度下,由酸源释放无机酸(可作为隔绝空气的保护膜)和多元醇,在温度高于释放酸的温度下,无机酸与多元醇发生酯化反应,催化剂为体系中的胺,加速了酯化反应;体系中生成的水蒸气和由气源产生的不燃性气体如NONH3(吸热,降低材料表面的温度,并且隔绝氧气的进入),使熔融状态的体系膨胀发泡;同时多元醇和酯脱水成炭,体系进一步发泡,反应接近完成时,体系胶化和固化,体系形成多孔泡沫炭层。